[科普中國(guó)]-配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)

背景

2011年，科技部在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域部署的智能電網(wǎng)重大項(xiàng)目研究全而展開(kāi)。智能電網(wǎng)成為電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，智能配電網(wǎng)是推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的源頭和動(dòng)力，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)的研究是保證智能配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一般配電系統(tǒng)電壓等級(jí)為6一66 kV，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線(xiàn)路分支多，中性點(diǎn)接地方式多樣，相對(duì)于傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)故障定位技術(shù)，配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)的概念更為寬泛，實(shí)現(xiàn)上也更為復(fù)雜。

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究，這些研究工作主要包括3個(gè)方而:故障選線(xiàn)，識(shí)別判斷母線(xiàn)多條出線(xiàn)中的故障線(xiàn)路，以便采取措施防比故障擴(kuò)大，重點(diǎn)在于小電流接地配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的選線(xiàn);區(qū)段定位，確定故障點(diǎn)所在故障區(qū)段，以便隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)域的供電;故障測(cè)距，即直接定位出故障位置，避免人工巡查故障點(diǎn)。3個(gè)方而的研究本質(zhì)上均為定位故障，但各自對(duì)故障定位的要求不同，目的也有所差異，實(shí)現(xiàn)難度上逐漸增加。目前，故障選線(xiàn)已有大量的工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，但在可靠性與靈敏性方而仍需加強(qiáng);區(qū)段定位有部分產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用階段，尚不成熟，且小電流接地配電網(wǎng)單相接地故障時(shí)的區(qū)段定位仍而臨諸多問(wèn)題;配電網(wǎng)故障測(cè)距屬于前瞻性研究，目前在配電網(wǎng)中產(chǎn)品應(yīng)用較少，需要在算法原理和信號(hào)采集上開(kāi)展更加深入和系統(tǒng)的研究。

采用中性點(diǎn)有效接地方式的配電網(wǎng)，故障特征明顯，其故障自動(dòng)定位技術(shù)主要解決網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線(xiàn)路分支多帶來(lái)的問(wèn)題；而采用中性點(diǎn)非有效接地方式的配電網(wǎng)(國(guó)內(nèi)主要指中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，為小電流接地方式)中，還需解決故障電流微弱的單相接地故障自動(dòng)定位問(wèn)題1。

將結(jié)合最新的研究成果，對(duì)配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)研究進(jìn)行分析，從故障選線(xiàn)、區(qū)段定位、故障測(cè)距3個(gè)層而對(duì)已取得的研究成果進(jìn)行論述，分析各方而的研究難點(diǎn)并提出建議。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步展望配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

故障選線(xiàn)故障選線(xiàn)的研究重點(diǎn)是小電流接地配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)故障線(xiàn)路的識(shí)別判斷，此時(shí)故障電流微弱，經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式下更是如此。為了確定故障線(xiàn)路，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)檢測(cè)母線(xiàn)上零序電壓的數(shù)值來(lái)判斷是否發(fā)生單相接地故障，若發(fā)生接地故障，則采用人工逐條線(xiàn)路拉閘的方式選線(xiàn)，此種方法會(huì)使正常線(xiàn)路瞬間停電，易產(chǎn)生操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓，且增加了事故的危險(xiǎn)性和設(shè)備的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重限制了小電流接地方式，特別是經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式的應(yīng)用與發(fā)展。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于故障自動(dòng)選線(xiàn)裝置開(kāi)展了大量的研究工作，

提出了多種不同原理的故障選線(xiàn)方法。這些方法按照其利用信息的不同大致分為2類(lèi):一是基于外加注入信號(hào)的故障選線(xiàn)方法;二是利用單相接地故障時(shí)的電氣量變化特征進(jìn)行故障選線(xiàn)，其又可分為基于故障穩(wěn)態(tài)分量的故障選線(xiàn)法、基于故障暫態(tài)分量的故障選線(xiàn)法和綜合選線(xiàn)方法。

基于外加注入信號(hào)的故障選線(xiàn)基于外加注入信號(hào)的故障選線(xiàn)主要有S信號(hào)注入法和脈沖注入法等。S信號(hào)注入法的原理是通過(guò)母線(xiàn)電壓互感器向接地線(xiàn)的接地相注入S信號(hào)電流，其頻率處于n次諧波與n+1次諧波的頻率之間，一般選擇220 Hz，然后利用專(zhuān)用的信號(hào)電流探測(cè)器查找故障線(xiàn)路。脈沖注入法的原理與S信號(hào)注入法相似，但其注入信號(hào)是周期間歇性的，頻率更低且可控2?？傮w而言，基于外加注入信號(hào)的故障選線(xiàn)方法需配置專(zhuān)用的注入信號(hào)源和輔助檢測(cè)裝置，投資成本高，且注入信號(hào)的強(qiáng)度受電壓互感器容量限制，同時(shí)選線(xiàn)可靠性受導(dǎo)線(xiàn)分布電容、接地電阻等因素的影響較大，如果接地點(diǎn)存在間歇性電弧，注入的信號(hào)在線(xiàn)路中將不連續(xù)且信號(hào)特征將被破壞，給檢測(cè)帶來(lái)困難。

基于故障電氣量變化特征的故障選線(xiàn)（1）基于故障穩(wěn)態(tài)分量的故障選線(xiàn)

基于故障穩(wěn)態(tài)分量的故障選線(xiàn)方法有：零序電流幅值法、零序電流比相法、零序電流群體比幅比相法、零序無(wú)功功率方向法。 上述方法只適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)則存在適用性問(wèn)。為克服此缺點(diǎn)，提出了零序電流有功分量或有功功率法、DESIR法、5次諧波法、各次諧波綜合法、零序?qū)Ъ{法、殘流增量法、負(fù)序電流法等3。

總體而言，基于故障穩(wěn)態(tài)分量的故障選線(xiàn)方法存在的主要問(wèn)題是，當(dāng)故障點(diǎn)電弧不穩(wěn)定，特別在間歇性接地故障時(shí)，由于沒(méi)有穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)信息，選線(xiàn)可靠性不高。此外，當(dāng)采用消弧線(xiàn)圈接地方式時(shí)，經(jīng)補(bǔ)償后的穩(wěn)態(tài)故障電流值很小，難以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求。

（2）基于故障暫態(tài)分量的故障選線(xiàn)

基于故障暫態(tài)分量的故障選線(xiàn)方法可以克服穩(wěn)態(tài)分量選線(xiàn)法的靈敏度低、受消弧線(xiàn)圈影響大、間歇性接地故障時(shí)可靠性差等缺點(diǎn)，該方法的實(shí)施關(guān)鍵是暫態(tài)特征分量的提取和選線(xiàn)判據(jù)的建立。目前基于故障暫態(tài)分量的故障選線(xiàn)方法主要有2種。

a.首半波法。利用接地故障暫態(tài)電流與暫態(tài)電壓首半波相位相反的特點(diǎn)進(jìn)行故障選線(xiàn)，為提高可靠性，通常分析暫態(tài)量在一定頻段即所選頻帶內(nèi)的相頻特性，此時(shí)極性相反的特性將保持一段更長(zhǎng)的時(shí)間。

b.小波法。利用合適的小波和小波基對(duì)暫態(tài)零序電流進(jìn)行小波變換，根據(jù)故障線(xiàn)路上暫態(tài)電流某分量的幅值包絡(luò)線(xiàn)高于健全線(xiàn)路的幅值包絡(luò)線(xiàn)，且二者極性相反的關(guān)系等特征選擇故障線(xiàn)路4。

由于暫態(tài)信號(hào)受過(guò)渡電阻、故障時(shí)刻等多種因素影響，暫態(tài)信號(hào)呈隨機(jī)性、局部性和非平穩(wěn)性特點(diǎn)，有可能出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程不明顯的情況圈，此時(shí)暫態(tài)分量方法選線(xiàn)的可靠性與靈敏性將會(huì)受到一定的影響。

（3）綜合選線(xiàn)

綜合選線(xiàn)方法同時(shí)利用故障穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)信息進(jìn)行故障選線(xiàn)，主要有如下方法。

a.能量法。定義線(xiàn)路零序電壓與零序電流乘積的積分為能量函數(shù)，則故障前所有線(xiàn)路的能量為零，故障后故障線(xiàn)路的能量恒小于零，健全線(xiàn)路的能量恒大于零，且故障線(xiàn)路能量幅值等于所有健全線(xiàn)路能量幅值和消弧線(xiàn)圈能量幅值之和，據(jù)此可選出故障線(xiàn)路。由于故障電流中有功分量所占比例較小，且積分函數(shù)易累積一些固定誤差，限制了其檢測(cè)靈敏度的提高。

b.基于信息融合技術(shù)的選線(xiàn)方法。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障情況復(fù)雜，單一的選線(xiàn)判據(jù)往往不能覆蓋所有的接地工況。此種方法多運(yùn)用智能控制理論來(lái)構(gòu)造每種選線(xiàn)方法的適用域，以實(shí)現(xiàn)多種選線(xiàn)方法的綜合和判據(jù)最優(yōu)化。

研究的難點(diǎn)和建議盡管已有大量故障選線(xiàn)方法被提出并應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)，但實(shí)際效果并不理想，究其原因，難點(diǎn)在于下3個(gè)方面。

a.故障特征不明顯。小電流接地系統(tǒng)單相接地時(shí)故障穩(wěn)態(tài)電流微弱，故障暫態(tài)信號(hào)雖然幅值比穩(wěn)態(tài)信號(hào)大，但持續(xù)時(shí)間短。

b.不穩(wěn)定故障電弧的影響?，F(xiàn)場(chǎng)的單相接地故障中，對(duì)于弧光接地，特別是間歇性電弧接地，沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的接地電流(包括注入的電流)信號(hào)。

c.隨機(jī)因素的影響。我國(guó)配電網(wǎng)運(yùn)行方式多樣，變電站出線(xiàn)長(zhǎng)度和數(shù)量頻繁改變。

針對(duì)以上難點(diǎn)并綜合已有研究成果，故障選線(xiàn)技術(shù)應(yīng)主要從以下方而展開(kāi)深入研究。

a.理論與實(shí)際的結(jié)合。深入研究小電流接地系統(tǒng)單相接地故障產(chǎn)生的原因、發(fā)展過(guò)程及各種環(huán)境因素的影響，特別是絕緣喪失、樹(shù)木倒塌等引起的弧光間歇接地下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過(guò)程，為提高故障選線(xiàn)方法的靈敏性及可靠性提供理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

b.多判據(jù)的信息融合選線(xiàn)。深入研究每種選線(xiàn)方法的有效域，利用信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種方法的綜合與判據(jù)最優(yōu)化，發(fā)揮各選線(xiàn)方法的互補(bǔ)性，提高選線(xiàn)準(zhǔn)確性。

c.現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的引入?，F(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)如小波分析、Prong算法、希爾伯特一黃變換、S變換、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、卡爾曼濾波、分形理論等的提出與應(yīng)用，將提高對(duì)微弱故障信號(hào)的辨識(shí)及特征提取能力。

d.微弱故障信號(hào)的采集。故障信號(hào)的精確可靠采集是選線(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)，特別是經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)單相接地時(shí)故障信息的采集。

區(qū)段定位區(qū)段定位是為了及時(shí)準(zhǔn)確地定位故障區(qū)段，以便隔離故障區(qū)域并盡快恢復(fù)非故障區(qū)域供電，對(duì)于提高供電可靠性具有重要意義。雖然采用重合器和分段器相互配合的方式能夠達(dá)到目的，但這種方法開(kāi)關(guān)設(shè)備配合困難，對(duì)開(kāi)關(guān)性能要求高，適用于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行方式相對(duì)固定的配電網(wǎng)絡(luò)，且多次重合對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)沖擊大。因此，新的區(qū)段定位方法被提出并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，這些方法中，故障特征明顯的情況下，研究主要集中在判斷準(zhǔn)確、快速且具有高容錯(cuò)性的定位算法上，故障特征微弱的情況(小電流接地方式單相接地故障)下，還需研究解決故障識(shí)別判斷的方法。

區(qū)段定位算法區(qū)段定位算法的目的是使定位判斷更準(zhǔn)確、快速且具有更高的容錯(cuò)性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種不同原理的區(qū)段定位方法，按照其利用信息的不同大致分為2類(lèi):基于沿線(xiàn)裝設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備饋線(xiàn)終端單元FTU (Feeder Terminal Unit)或者故障指示器FI(Fault Indicator)采集的故障實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位功能;利用電力用戶(hù)打來(lái)的故障投訴電話(huà)TC( Trouble Call )，同時(shí)根據(jù)相關(guān)信息，如用戶(hù)電話(huà)號(hào)碼、用戶(hù)代碼與終端配電變壓器連接的資料、地理信息和設(shè)備信息等，最終實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位5。

（1）基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的區(qū)段定位

基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的故障信息的區(qū)段定位方法主要有以下2種。 a.矩陣法。有文獻(xiàn)中提出統(tǒng)一矩陣算法，其基本過(guò)程是首先根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)描述矩陣，根據(jù)過(guò)流信息生成一個(gè)故障信息矩陣，由此得出故障判斷矩陣，從而準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)間。

b.人工智能法。此類(lèi)方法在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變、上傳的實(shí)時(shí)信息出現(xiàn)信息畸變或不完備等情況下依然能夠準(zhǔn)確地定位故障區(qū)段，主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、粗糙集理論、數(shù)據(jù)挖掘、Petri網(wǎng)、仿電磁學(xué)等算法。

基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集故障信息的區(qū)段定位方法判斷快速、準(zhǔn)確，具有一定的信息容錯(cuò)能力，但由于矩陣法采用的故障定位信息僅為區(qū)段兩端設(shè)備的過(guò)流信息，信息容錯(cuò)能力較弱，而以人工智能為基礎(chǔ)的定位方法存在模型構(gòu)建相對(duì)復(fù)雜、定位效率不高以及模型不夠完善等缺點(diǎn)。

（2）基于故障投訴電話(huà)的區(qū)段定位

基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的故障信息的區(qū)段定位方法投資較大，需要高質(zhì)量的通信通道與大量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，目前一般只在負(fù)荷密集地區(qū)采用此種方法。對(duì)于不滿(mǎn)足條件的地區(qū)，可通過(guò)故障投訴電話(huà)定位故障區(qū)段，主要有如下5種方法。

a.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識(shí)別能力對(duì)故障投訴電話(huà)進(jìn)行分析來(lái)定位故障區(qū)段。

b.專(zhuān)家系統(tǒng)。其通過(guò)專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)及推理來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家進(jìn)行區(qū)段定位。

e.模糊集。使用模糊集理論，按照隸屬度函數(shù)確定各個(gè)設(shè)備隸屬于故障的隸屬度，找到隸屬度大于某個(gè)閡值的可開(kāi)斷設(shè)備，從而定位故障區(qū)段。

d.粗糙集理論。利用粗糙集方法對(duì)故障定位決策表進(jìn)行化簡(jiǎn)并導(dǎo)出區(qū)段定位的最小約簡(jiǎn)形式，從而快速準(zhǔn)確地進(jìn)行定位。

e.貝葉斯算法。利用貝葉斯不精確推理方法排除故障投訴中錯(cuò)誤信息的不利影響，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)段的高效定位。

故障識(shí)別判斷故障特征微弱情況(小電流接地方式單相接地故障)下，為使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠采集并上傳故障信息，區(qū)段定位還需解決好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)故障的識(shí)別判斷問(wèn)題。此時(shí)可借鑒故障選線(xiàn)的諸多方法，但為便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，故障識(shí)別判斷算法應(yīng)盡量基于本地信息。目前提出的方法有基于注入法，穩(wěn)態(tài)量方法中的殘流增量法、零序電流相位法、故障電阻測(cè)量法、負(fù)序電流法、諧波法，暫態(tài)量方法中的小波法等?；谧⑷敕ㄔ诎l(fā)生接地故障時(shí)，向故障線(xiàn)路發(fā)出具有明顯特征的電流信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)檢測(cè)到的電流信號(hào)解碼，判斷是否為信號(hào)源注入的特征電流信號(hào)以確定故障區(qū)段6。殘流增量法在故障發(fā)生后調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償電流，利用調(diào)節(jié)前后現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或移動(dòng)式設(shè)備測(cè)量到的零序電流變化量信息確定故障區(qū)段。零序電流相位法一般利用零序電流與電壓在故障路徑與非故障路徑的不，通過(guò)磁場(chǎng)檢測(cè)及現(xiàn)代通信等技術(shù)定位故障區(qū)段。故障電阻測(cè)量法通過(guò)測(cè)量接地故障電阻來(lái)保護(hù)高阻接地，可用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障識(shí)別判斷以進(jìn)行區(qū)段定位。以上方法而臨的問(wèn)題在故障選線(xiàn)中已多有討論，不再贅述。

研究的難點(diǎn)和建議目前區(qū)段定位已有部分產(chǎn)品應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，但尚不成熟，其難點(diǎn)在于:故障特征微弱、不穩(wěn)定故障電弧以及隨機(jī)因素的干擾給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)故障的識(shí)別判斷帶來(lái)諸多問(wèn)題;配電網(wǎng)接線(xiàn)方式復(fù)雜、結(jié)構(gòu)改變頻繁等給區(qū)段定位算法帶來(lái)了適用性等問(wèn)題;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上傳的故障信息出現(xiàn)信息畸變時(shí)造成的定位問(wèn)題。

針對(duì)以上難點(diǎn)并綜合已有研究成果網(wǎng)，區(qū)段定位技術(shù)應(yīng)主要從以下方而展開(kāi)深入研究。

a.借鑒故障選線(xiàn)技術(shù)，研究小電流接地方式單相接地故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)故障的識(shí)別判斷方法，應(yīng)盡量基于本地信息，必要時(shí)可使用本線(xiàn)路相鄰現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，但應(yīng)盡量避免使用其他線(xiàn)路上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息。

b.融合矩陣法和各智能算法，提高區(qū)段定位的綜合性能。矩陣法和各智能算法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，將它們有選擇地組合運(yùn)用，有望在故障區(qū)段判斷準(zhǔn)確迅速的前提下具備較高的容錯(cuò)能力。

c.結(jié)合基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的故障信息和基于故障投訴電話(huà)的區(qū)段定位方法，提高定位的容錯(cuò)能力、適用范圍等。基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的故障信息區(qū)段定位方法對(duì)通信通道及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備要求高，在硬件設(shè)施不充分的情況下，可結(jié)合基于故障投訴電話(huà)的區(qū)段定位方法定位故障區(qū)段。

d.研究適應(yīng)分布式電源接入下的配電網(wǎng)區(qū)段定位方法。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)中分布式電源的比重將逐步增加，故障情況下的電流分布將發(fā)生變化，對(duì)故障區(qū)段定位方法提出了新的要求。

故障測(cè)距配電網(wǎng)故障測(cè)距是為了迅速準(zhǔn)確地定位故障位置，避免人工巡查故障點(diǎn)，對(duì)及時(shí)修復(fù)線(xiàn)路和保證可靠供電、保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有重要作用?，F(xiàn)有的故障測(cè)距方法中，對(duì)于故障特征明顯的情況，研究主要集中于解決多分支下基于有限測(cè)量點(diǎn)的精確定位問(wèn)題;對(duì)于故障特征微弱的情況，測(cè)距中基于故障穩(wěn)態(tài)量方法將基本失效，研究主要集中于暫態(tài)量方法和注入法測(cè)距等7。

注入法故障測(cè)距注入法是在系統(tǒng)故障后通過(guò)電壓互感器等向系統(tǒng)注入某種特殊信號(hào)，利用檢測(cè)到的信號(hào)定位故障位置，主要有S注入法、單端注入行波法、端口故障診斷法和加信傳遞函數(shù)法等。S注入法是利用故障時(shí)暫時(shí)閑置的電壓互感器注入特殊信號(hào)，通過(guò)尋蹤注入的信號(hào)定位故障的準(zhǔn)確位置。單端注入行波法是在線(xiàn)路始端注入檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)注入信號(hào)時(shí)刻與故障點(diǎn)返回信號(hào)時(shí)刻的時(shí)差來(lái)確定故障位置，同時(shí)從錄波波形中分析提取線(xiàn)路特殊點(diǎn)的特殊波形，分析出正常情況和故障情況下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而判定故障分支。

目前只有S注入法測(cè)距有部分產(chǎn)品應(yīng)用，總體而言，注入法測(cè)距需配置專(zhuān)用注入信號(hào)源和輔助檢測(cè)裝置，投資成本高，且注入信號(hào)的強(qiáng)度受電壓互感器容量限制，測(cè)距精度受導(dǎo)線(xiàn)分布電容、接地電阻等因素的影響較大，如果接地點(diǎn)存在間歇性電弧，注入的信號(hào)在線(xiàn)路中將不連續(xù)且信號(hào)特征將被破壞，給測(cè)距帶來(lái)困難。

基于故障穩(wěn)態(tài)量的測(cè)距法基于故障穩(wěn)態(tài)量的測(cè)距法目前主要針對(duì)故障特征明顯情況下的測(cè)距。其基本原理是先假設(shè)故障前后負(fù)荷電流沒(méi)有變化，由此得出故障電流，然后結(jié)合待分析配電網(wǎng)獨(dú)有的特性，如多分支、不對(duì)稱(chēng)線(xiàn)路、不平衡運(yùn)行及時(shí)變的負(fù)荷，迭代計(jì)算出故障實(shí)際位置。這種方法受路徑阻抗、終端負(fù)荷和電源參數(shù)等因素影響較大，且不適用于小電流接地配電網(wǎng)單相接地故障時(shí)的測(cè)距，因此國(guó)內(nèi)研究較少。

基于故障暫態(tài)量的測(cè)距法配電網(wǎng)基于故障暫態(tài)量的測(cè)距法主要指以測(cè)量故障產(chǎn)生的行波為基礎(chǔ)的行波測(cè)距法?；谛胁ǖ墓收蠝y(cè)距受電流互感器飽和、故障電阻、故障類(lèi)型及系統(tǒng)運(yùn)行方式影響小，定位精度高，在輸電網(wǎng)獲得了成功的應(yīng)用。近年來(lái)，大量的研究工作集中于行波在配電網(wǎng)中應(yīng)用的可能性。有文獻(xiàn)分析了單相接地故障時(shí)的行波傳輸特性；也有文獻(xiàn)論證了利用配電變壓器傳變行波的可行性并給出了利用故障初始電流、電壓行波線(xiàn)模分量實(shí)現(xiàn)配電線(xiàn)路雙端故障測(cè)距的方法。

總體而言，基于故障暫態(tài)量的測(cè)距法適用范圍廣、測(cè)距精度高，對(duì)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障測(cè)距具有重要研究意義，但需在信號(hào)獲取、有限測(cè)量點(diǎn)定位故障位置和復(fù)雜結(jié)構(gòu)下定位算法適用性等實(shí)用化方向展開(kāi)深入研究。

研究的難點(diǎn)和建議配電網(wǎng)的故障測(cè)距屬于前瞻性研究，目前仍處于理論研究階段。多分支的配電網(wǎng)故障測(cè)距對(duì)測(cè)量誤差及偽根的識(shí)別要求更高，故障信號(hào)微弱下的故障測(cè)距更是難點(diǎn)，同時(shí)從實(shí)用方而考慮，配電網(wǎng)故障測(cè)距需提供易大而積推廣的低成本故障測(cè)距技術(shù)。針對(duì)以上難點(diǎn)并綜合已有研究成果，提出了3點(diǎn)建議:基于故障暫態(tài)量的行波測(cè)距法定位精確，且能適應(yīng)小電流接地單相接地故障情況，滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的發(fā)展需求;行波測(cè)距法應(yīng)研究有限測(cè)量點(diǎn)下的配電網(wǎng)精確定位技術(shù)，需重點(diǎn)研究利用暫態(tài)數(shù)據(jù)的突變點(diǎn)(波頭)、頻率值、零模線(xiàn)模時(shí)間差等特征量進(jìn)行故障測(cè)距;需研究配電網(wǎng)暫態(tài)數(shù)據(jù)的獲取方式，考慮各種抗干擾措施以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)故障隨機(jī)與多變的特性(如間歇性接地等)的實(shí)用化測(cè)距方案。

展望對(duì)于目前的配電網(wǎng)故障定位技術(shù)而言:故障選線(xiàn)技術(shù)相對(duì)較成熟，但仍需在實(shí)際應(yīng)用中提高其可靠性及靈敏性;適用于故障特征明顯時(shí)的區(qū)段定位算法研究較多，但仍需在容錯(cuò)性、適用性等方而進(jìn)一步研究，故障特征微弱時(shí)的區(qū)段定位是難點(diǎn);故障測(cè)距屬于前瞻性研究，需在算法及信號(hào)獲取上開(kāi)展更加廣泛而深入的研究;狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)可用于配電網(wǎng)的故障自動(dòng)定位，如文獻(xiàn)提出的高壓電纜用分布式光纖傳感檢測(cè)系統(tǒng)即可用于電纜故障定位;由于配電網(wǎng)自身特點(diǎn)，配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)中的故障選線(xiàn)與繼電保護(hù)功能相似，一般也可稱(chēng)為接地保護(hù)，區(qū)段定位與配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合緊密，是饋線(xiàn)自動(dòng)化實(shí)施的基礎(chǔ);現(xiàn)有配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)往往脫離實(shí)際配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)討論，需研究放射式與樹(shù)型、拉手式與環(huán)式等各自結(jié)構(gòu)特性對(duì)區(qū)段定位和故障測(cè)距帶來(lái)的影響;隨著分布式電源的接入，需研究其對(duì)配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)的影響;在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，還需特別針對(duì)架空線(xiàn)路與電力電纜混合線(xiàn)路[fap、鐵路供電線(xiàn)路[4A]的故障定位技術(shù)展開(kāi)研究。